Rudolf Cole
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Bolhas misteriosas profundas no manto da Terra podem ser minerais que precipitaram de um antigo oceano de magma que se formou na colisão que também criou a lua.
Essas bolhas, chamadas de zonas de velocidade ultrabaixa, são encontradas muito profundamente no manto, perto do centro da Terra. Eles são conhecidos apenas porque quando as ondas sísmicas de terremotos viajam através deles, as ondas diminuem drasticamente. Isso indica que as bolhas são de alguma forma diferentes de outras partes do manto, mas ninguém sabe como.
Agora, uma nova pesquisa sugere que as bolhas podem ser um mineral rico em óxido de ferro chamado magnesiowüstita. Se assim for, sua existência sugeriria um antigo oceano de magma que poderia ter existido 4,5 bilhões de anos atrás, quando um grande pedaço de rocha espacial colidiu com a Terra, girou fora do material que se tornaria a lua, e possivelmente derreteu grandes porções do planeta . [Em fotos: oceano aquoso oculto sob a superfície da Terra]
"Se for possível identificar que essas manchas contêm uma quantidade de magnesiowüstita, isso seria uma indicação de que havia um oceano de magma e ele se cristalizou desta forma, onde o óxido rico em ferro precipitou e afundou até a base do manto." disse a líder do estudo Jennifer Jackson, professora de física mineral do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Blobs ímpares
O manto tem cerca de 1.800 milhas (2.900 quilômetros) de espessura, e as zonas de velocidade ultrabaixa têm menos de uma milha a até 62 milhas (100 km) de espessura e largura, disse Jackson. Eles reduzem a velocidade das ondas sísmicas que viajam através deles de 30 a 50 por cento.
Estudar essas bolhas estranhas diretamente não é possível, então Jackson e seus colegas tiveram que imitar as pressões do manto profundo na superfície da Terra. Para descobrir se o mineral magnesiowüstita tem o tipo de propriedades vistas em zonas de velocidade ultrabaixa, os pesquisadores pegaram uma pequena amostra do mineral, colocaram em uma câmara de pressão e prensaram com força com um par de bigornas de diamante. Todo o aparelho pressurizado é pequeno o suficiente para caber na palma da mão.
"Às vezes eu digo que estou carregando no bolso a pressão de limite do manto central", disse Jackson.
Os pesquisadores bombardearam a amostra com raios-X de diferentes ângulos e mediram a energia dos raios-X conforme eles saíam da amostra, procurando como as interações com a estrutura cristalina do mineral os mudaram.
Sob pressão
Eles descobriram que as altas pressões mudam tudo. Na pressão atmosférica, disse Jackson, as ondas que saem de uma amostra de magnesiowüstita são sempre as mesmas, não importa a direção em que viajem no cristal. [Fotos: as formações geológicas mais estranhas do mundo]
Em pressões de limite núcleo-manto, no entanto, a direção em que as ondas viajam é muito importante. Pode haver uma diferença de até 60% na velocidade de uma onda que atravessa o cristal, dependendo de como ela passa. Uma onda transversal que viaja através do mineral se move a um pouco menos de 1,8 milhas por segundo (3 km / s) em uma direção e um pouco mais de 3,1 milhas por segundo (5 km / s) em outra, disse Jackson..
A direção mais rápida da viagem para as ondas na pressão atmosférica - ao longo da borda da estrutura cristalina - é a direção mais lenta da viagem para as ondas nas pressões núcleo-manto, disse ela. A direção de viagem mais rápida nas pressões do manto do núcleo é através da face do cristal no laboratório. Essas diferenças em como as ondas viajam dependendo da direção e da estrutura cristalina são chamadas de anisotropias.
O que isso significa para o manto real? Bem, disse Jackson, anisotropias foram observadas lá também. Ninguém realmente olhou para ver se as zonas de velocidade ultrabaixa os possuem, mas há razão para pensar que sim. Se a teoria do magma-oceano de resfriamento for verdadeira e houver magnesiowüstita no fundo do manto, ele poderia ser empurrado, esmagado e empurrado para uma configuração anisotrópica por pedaços da crosta oceânica que foram empurrados para o fundo do manto no processo de subdução. (Subdução é quando um pedaço de crosta empurra abaixo de outro e mergulha no manto, como acontece ao longo da costa noroeste da América do Norte hoje.)
"Se pudermos procurá-lo, seria realmente uma boa evidência para sugerir essa interação de subducção de placas antigas e zonas de velocidade ultrabaixa que contêm esse óxido rico em ferro", disse Jackson..
Agora, Jackson espera trabalhar com sismólogos para ver se as ondas sísmicas que entram em zonas de velocidade ultrabaixa surgem de maneira diferente dependendo da direção da viagem. Se o fizerem, isso reforçará ainda mais a hipótese magnesiowüstita.
"A presença deste mineral, sendo moldado pela placa, pode nos dar uma visão do oceano de magma da Terra e sua cristalização", disse Jackson.
Os pesquisadores publicaram suas descobertas em maio no Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Nota do Editor: Este artigo foi atualizado para corrigir uma declaração sobre subducção.
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